摘  要  链篦机—回转窑法生产球团矿的主要特点之一就是通过能源的循环利用实现降低能耗。本文主要介绍了昆钢两条年产120万吨链篦机-回转窑生产线通过降低事故停机率、提高环冷机料层平整度，提高回热风利用效率、提高入窑煤气及助燃风压力、加强中央烧嘴火焰刚性的控制、工艺参数的控制调整等措施，降低了煤气消耗及电耗，进而达到降低生产成本的目的。

关键词  生球强度  风压  回热风  事故率  消耗  成本

1  引言

昆钢两条年产120万吨链篦机-回转窑-环冷机氧化球团生产线分别于2004年7月及2008年6月建成投产，主要使用铁精矿为昆钢矿山生产大红山精矿及攀西钒钛精矿；使用燃料为焦炉煤气和高炉煤气的混合气体；使用粘接剂为钠基膨润土。大红山铁精矿SiO₂含量高、钒钛精矿进厂夹杂石块等杂物多，且两种主要原料静态成球性指数均为弱成球性，不利于造球；回转窑中容易结圈，影响系统稳定顺行； 因近几年实行淘汰落后产能及搬迁转型，昆钢本部现单系统生产（仅开一座高炉，一条焦化生产线），系统出现故障时均会导致球团用煤气保供不足，待煤气停机；为平衡烧结系统铁矿石需求，氧化球团生产线频繁出现待精矿停机导致双机开停机频繁，回热风利用效率不高。在外围条件无法改变的情况下，降低生产成本主要是通过减少零星故障停机，提高回热风利用效率、降低煤气消耗来实现。

1  项目实施过程中采取措施

1.1  去除原料中杂物，减少流程卡停

钒钛精是通过火车从攀枝花进厂，由于车皮填缝等需要，含有大量的稻草、编织袋、石头、大块等杂物，稻草、编织袋容易人工捡出，但石头、大块难以排除，造球系统为闭路循环，会造成大、小球辊筛、拖料电子秤等设备卡停，导致造球过程不稳定，为此，进行了流程改造，将B10₃胶带机下B10₄胶带机下料直漏斗改为摆式漏斗；增加一套胶带机及杂物筛系统，新增胶带机流程上与主机系统不连锁，杂物筛卡停时不会导致主机停机，在辊筛排料端运出杂物，用小板车集中运到指定地点堆存后集中运走，减少杂物在系统内造成恶性循环。

图1  改造后的流程图

表1  球团近期使用原料理化指标（%）

表2  球团膨润土使用指标情况（%）

1.2  提高生球强度，减少入炉粉末

由于使用的主要铁原料大红山精矿中SiO₂含量较高，在原料条件无法改变的情况下，只有通过过程控制来延缓回转窑结圈，根据回转窑结圈的主要原因为入炉粉末和局部高温，而回转窑中的粉末主要来自小球辊筛筛分不完全部分, 另一部分是由于球团在回转窑中受到摩擦剥落而产生的，为此采取了降低单盘上料量，延长造球时间来提高生球强度，使生球落下强度保持在8次/个球以上，减少粉未及转运过程跌落粉化几率；干燥时适当降低链篦机机速，延长干燥时间来提高预热球强度，减少生球在干燥时的爆裂现象来降低入炉粉末。

1.3  调整窑头格筛倾角，提高环冷机热废气余热回收效率

原设计中回转窑窑头格筛落料点位置与环冷机台车中心线存在偏差，环冷机台车料层内外环偏差大；因使用铁精矿中SiO₂含量较高，生产过程中回转窑结圈现象不可避免，当结圈块达到一定厚度时由于重力及回转窑运转的机械力作用，结圈块就会脱落，堆积在窑头格筛上，需要人工在窑头处冒着高温扒出，难以处理，严重时导致窑头堵死停机，同时因结圈块堆积或卡堵在窑头格筛中间，导致下料不均，环冷机台车布料偏晰较大，偏差达150～300 mm，形成边缘效应，造成回热风温低，不利于热量的综合利用且影响球团矿的质量。为此在窑头增加了一根上部格筛支座，将回转窑窑头水冷梁格筛的倾角从以前的13°提升到32°，把格筛向回转窑方向平移70 mm。改造后因格筛倾角增大，脱落结圈块堆积在窑头格筛上几率降低，岗位人员劳动强度降低；每月双机因结圈块堵死窑头格筛导致的停机次数由4次，每次处理时间2 h左右减少至每月双机不超过1 h，提高了生产作业率，为球团稳定生产奠定了基础，减少了因停机导致回转窑升降温导致的燃料浪费；环冷机台车布料偏晰由原来的150～300 mm减小到40～80 mm，料层基本平整，环冷I、II段炉罩温度在环冷鼓风机同等风门开度的情况下炉罩温度较改造前提高50～70 ℃，回转窑窑头压力由原来的正压转为-20 Pa负压状态，回热风流顺畅，链篦机、回转窑干燥和焙烧状况得到改善，煤气消耗降低。

1.4  增大助燃风管道直径，增加助燃风通过率，延长回转窑火焰长度

由于球团Ⅱ期原助燃风管道直径只有219 ㎜，风压提高至16 KPa时就会因风阻过大而导致助燃风机频繁跳停，为保持助燃风机平稳运行不得不将部分助燃风放散，导致窑内火焰刚性较差呈发散状态，火焰长度不够，窑内高温区比较靠后，温度分布不合理，热能利用率低，加速回转窑结圈速度。为提高助燃风风量与压力将助燃风管道的管径由原来∮219 ㎜改为∮325 ㎜。改造后管道气流通过性提高，取消了放散，助燃风压力由16 KPa提高到24 KPa，回转窑火焰刚性提高，火焰的延伸性也得到加强，高温焙烧区由12 m延长至18 m左右，使窑内温度分布更合理并提高了链篦机头部温度。

1.5  焦气加压机工频改变频

昆钢球团生产线焦炉煤气加压站配置有型号为ML84WD型和ARE-250HG型加压机各两台，双机生产时开ML84WD型1台，ARE-250HG型1台（一供一备），单机生产时开ARE-250HG型1台即可，均为工频控制。因焦炉煤气管道及加压机内使用一段时间后就会有焦油残留，一旦主机故障停机或计划检修停机时，必须停加压机，停机后加压机轴承、密封件、叶轮易被焦油粘死，再次启动时经常无法立即正常，冬季尤为明显，只能通蒸汽加热吹扫焦油，由于蒸汽加热吹扫焦油时间较长，需使用管子钳进行人工盘加压机，有时还要拆卸进、出口膨胀节处理后才能使用，而加压机不正常时由于煤气压力不足，回转窑温度升不到生产所需温度，影响及时投料。为此，利用大修时间，焦炉煤气加压站4台煤气加压机均增加变频器。改造后煤气加压机在系统检修时，可通过慢转电机带动及增加回流阀开度使其处于长期运行状态，使用时通过调整慢转电机频率及降低回流阀开度调整煤气压力，能将压力及时调整至所需，使得投料时间缩短，预热球产生量减少，节约了煤气消耗，延长设备使用寿命，减少设备修复费用，有效降低备件消耗。

1.6  小球辊筛润滑系统改造

因小球辊筛长期处于高温、粉尘的恶劣环境中运行，现场润滑分配形式为1个单线分配器对应8个轴承座，共计64个润滑点。使用中循环递进出油时间长，基础油遇热蒸发，容易皂化，分配器不出油，长时间导致电磁阀阀芯卡死，润滑点不出油，小球辊筛轴承因润滑不良造成轴承损坏，影响正常的生产。为此采取了以下措施：①在原有的润滑系统上增加数字分油盒15套，将原用的单线分配器拆除，实现每个电磁阀对应一个轴承座的单点式供油方式；②将轴承座上的加油槽进行加宽、对轴承座的内腔进行扩容，增加轴承座内部的蓄油量；③将原用的调心辊子轴承改成深沟球轴承，增加轴承的使用寿命；④将原用轴头固定轴承轴向位移的锁紧螺母改成轴挡，增加轴承座内部的蓄油量。改造后主机因小球辊筛的故障造成停机时间降低，由原来的平均每月/2次，每次2 h左右降至平均每月0.5 h左右。降低了辊子轴承及辊子电机的更换频率，降低了备件费用及人工费用，降低了岗位人员的劳动强度。

1.7  成品系统增加大块清除装置及下料漏斗改造

成品输送系统因回转窑结圈块脱落时扁平状或粒度小于格筛间隙的结圈块会掉入环冷机台车内，然后进入成品系统，导致后序流程漏斗卡阻，岗位人员劳动量大，可能造成胶带损伤。针对这一问题，采取了在E102胶带机尾部加装一组具有一定斜度的固定格筛，在机头正前方制作溜槽，延伸至厂房外部大撮箕内。改造后利用胶带机带速给大块的外抛力经过格筛过滤清除大块，下滑到厂房外部大撮箕内集中，定期利用装载机铲运至成品堆场固定点，解决了因结圈块堵塞漏斗及成品堆取料机尾车漏斗的问题，降低了故障停机及大块对胶带的损伤，岗位人员劳动强度降低，人员得以优化。

图2  原 流 程

图3  改造后流程图

1.8  提高回转窑火焰刚性，延长火焰长度

回转窑使用的烧嘴为五通道烧嘴，由外到内依次为外风、高气、内风、焦气、中心风。生产过程中外风开完，内风开至2/5左右，中心风开完，确保火焰长度；高气、焦气视回转窑温度及NOx浓度控制，助燃风压力尽量控制在22 KPa左右，焦炉煤气入口压力尽量控制在10 KPa以上，高炉煤气压力尽量控制在20～24 KPa以上；适当降低1^#环冷鼓风机鼓风量，增大2^#环冷鼓风机鼓风量 ，使火焰不散乱，延长火焰长度，使进入回转窑的预热球高温焙烧时间延长。

1.9  热工控制过程改进

通过一段时间对球团矿抗压强度、NOx排放均浓度，焦气单耗、高气单耗的对比，据此确定了生产过程中适宜的热工参数如表3所示。

表3  球团1^#机系统正常热工参数表

2  效果检查

2.1  停机时间对比情况

表4 改造前、后停机原因及时间对比

由表4可见，通过项目的开展，生产过程中因杂物、结圈块堵停流程导致的生产操

作台时降低16.25 h，因小球辊筛润滑不良导致的停机时间共减少25.07 h，但机械事故停机时间增加22.77 h，综合停机时间降低18.55 h。

注：表中统计数字已剔除不可控的外因影响。

2.2  指标完成情况对比

表5  球团生产指标对比

由表5可见，改造后因零星停机故障降低，升降温次数减少，较改造前焦炉煤气降低1.72 m³/t，高炉煤气降低1.24 m³/t，电耗降低0.27 kwh/t，球团矿合格品率升高4.34 %。

3  结语

通过以上项目的开展，昆钢球团两条链篦机—回转窑—环冷机生产线生产、电器事故停机率降低，升降温次数减少，有效促进了各项指标的进步，对降低球团生产成本起到了较好的促进作用。

参考文献

〔1〕李建全.回转窑结圈原因分析及控制措施.球团技术.2016年第一期

〔2〕傅菊英,朱德庆.铁矿氧化球团基本原理、工艺及设备.中南大学出版社

〔3〕张一敏.球团矿生产知识问答.冶金工业出版社

〔4〕张一敏.球团矿理论与工艺.冶金工业出版社

〔5〕靳成,荣红敏,蔡长明,卢培林，开红.浅谈燃烧器的改进. 中和机电